soal fisika dan pembahasan gelombang.docx

7/23/2019 soal fisika dan pembahasan gelombang.docx

1/49

soal fsika dan pembahasan gelombang

Nama : Wati AnggraeniKelas : XII IPA 2

Remedial fsika bab 1 dan 2

100 soal ( 0 !sa" dan 0 P#$

1%&'ng sebah tali "ang pan'angn"a 1 meter di getarkan sehingga

dalam )akt 2 sekon terdapat 2 gelombang% tentkanlah persamaangelombang tersebt apabila amplitdo getaran 'ng tali 20 *m%

Pen"elesaian

Diketahui :

l = 4 = = 0,25 m

t = 4 T = 2/4 = 0,5 s

ditanyakan :

y = .?

Jaa!:

" = # sin $%t&k'(

= 0,2 sin )$2*/0,5(t&$2*/0,25('+

= 0,2 sin $4*t&*'(

=0,2 sin 4* $t&'(

2% +ebah gelombang pada permkaan air dihasilkan dari satgetaran "ang ,rekensin"a -0 ./% ika 'arak antara pn*ak dan lembahgelombang "ang bertrtan adalah 0 *m hitnglah *epat rambatgelombang tersebt

Pen"elesaian :


2/49

Diketahui : - = 0 , 1 = 50 m 3 = 00 m = mDitanya : = ..?

Jaa! :

= .- = .0 = 0 m/s

-% Persamaan gelombang ber'alan pada setas tali din"atakan oleh 3dan " dalam *m dan t dalam sekon% 4entkan

(a$ arah perambatan gelombang

(b$ amplitde gelombang

(*$ ,rekensi gelombang

(d $ bilangan gelomban

(e $ pan'ang gelombang dan

(,$ ke*epatan rambat gelombang

Jaa! :6e7samaan 8el9m!an8 " 5 006 sin 02 7 (60t83$5 006 sin (97873$

$a( a7ena tanda k9e;sien t !e7!eda den8an tanda k9e;sien ' , 8el9m!an8me7am!at ke sum!u '


3/49

rambat gelombang radio -%109 ms pada ,rekensi berapakah stasionradio tersebt beker'a

Pen"elesaian :

Diketahui : = ,5 m, = .0 m/sDitanya : - = ..?

Jaa! :

- = 2. 0 = 200 @

% +at smber bn"i bergerak men'ahi seorang Pendengar "angtidak bergerak dengan ke*epatan 109 km'am% Apabila ,rekensin"a120 ./ dan ;epat rambat bn"i di dara -60 ms tentkanlah ,rekensi"ang terdengar oleh Pendengar

Pen"elesaianDiketahui :6 = 0A = 0 km/Bam = 0.000/C00 = 0 m/s-A = 20 = 40 m/s

Ditanya : -6Jaa!-6 = $ E6(/$ Es ( .-A

= $F E6(/$F EA ( . -A= $40F0(/$40F0( . 20

= 0,2G


4/49

>% +etas tali "ang pan'angn"a m massan"a 6 gram ditegangkan

dengan ga"a 2 N dan salah sat 'ngn"a digetarkan dengan ,rekensi0 ./% .itnglah:a% *epat rambat gelombang pada tali tersebt b% pan'ang gelombang pada tali tersebt

Pen"elesaian :

Diketahui : l = 5 m, m = 4 87 = 4.0&k8, I = 2 , - = 50 Ditanya : a. = ..?

!. = ..?

Jaa! : a. = m/s !.

9% +etas tali "ang ditegangkan dengan ga"a N dan salah sat'ngn"a digetarkan dengan ,rekensi 60 ./ terbentk gelombangdengan pan'ang gelombang 0 *m% ika pan'ang tali 6 m hitnglah:a%*epat rambat gelombang pada tali tersebt

b% massa tali tersebt

Pen"elesaian :

Diketahui : l = 4 m, I = 5 , - = 40 , = 50 m = 0,5 mDitanya : a. = ..? !. m = ..?

Jaa! :

a. = .- = 0,5.40 = 20 m/s

!. &&&&3 m = 0,05 k8

?% +ebah benda bergerak melingkar dengan periode 09 sekon dan 'ari8'ari lingkaran 06m% 'ika pro"eksi gerak tersebt menghasilkan gerakharmoni* dengan simpangan 02 m pada a)al gerakan maka tentkan:

a% Posisi sdt a)alb% arak simpangan pada saat benda telah bergerak selama 1s


5/49

Pen"elesaian:

Diket: T = 0, s K= 0,4 m y= 0,2 m

Ditanyakan:

a. L = ?

!. y=?

Baa!

a. y = # sin $$2* t/T( F L(

0,2 =0,4 sin $$2*.0/0,( F L(

Ain L =0,2/0,4 =0,5

L =0M

!. y = # sin $$2* t/T( F L(

=0,4 sin $$2*.0,/0,( F L(

=0,4 sin $45MF0M(

=0,4 sin $G5M(

=0,

10% +etas tali "ang pan'angn"a 20 m direntangkan hori/ontal % salahsat 'ngn"a digetarkan dengan ,rekensi 2 ./ dan amplitde 10 *msedang 'ng lainn"a terikat % #etaran tersebt merambat pada talidengan ke*epatan 60 *ms% tentkan :

(a$ Amplitdo gelombang stasioner di titik "ang ber'arak 1-2 *m darititik asal getaran

(b$ +impangan gelombang pada titik tersebt setelah digetarkanselama s dan 12 s

(*$ @etak simpl keenam dan pert kelima dari titik asal getaran

a)ab:

$a( titik asal 8eta7an yaitu = 250 H 2,5 = G,5 m ,

#N = 2# sin $2* '/( = 2.0 sin $C0. G,5/20( = 20 sin 5 = &0O2


6/49

ilai am


7/49

!( Bumlah 8eta7an dalam 5 menit = 00 sek9nn = t ' -n = 00 ' 4n = 200 8eta7an

1-% Brekensi sat getaran adalah ./% 4entkan:a$ periode getaranb$ ban"ak getaran "ang ter'adi dalam 2 menit

pen"elesaian

Diket :a( T = /-

T = /5

T = 0,2 sek9n

!( n = t ' -n = 20 ' 5n = C00 8eta7an

16% +ebah gelombang merambat dengan ke*epatan -60 ms% ika,rekensi gelombang adalah 0 ./ tentkan pan'ang gelombangn"a

pen"elesaian

Diket :Q = 40 m/s- = 50 = ...........

= Q / - = 40 / 50 = C, mete7

1% Periode sat gelombang adalah 002 s dengan pan'ang gelombangsebesar 2 meter% .itnglah *epat rambat gelombangn"a

pen"elesaianDiket :6e7i9de T = 0,02 s6anBan8 8el9m!an8 = 25 mRe


8/49

Q = / TQ = 25 / 0,02Q = 250 m/s

1


9/49

Ditanya : Jaa! = . - = ,5. 0.000 = 5.000 m/s

1?% +ebah tali membentk gelombang dengan amplitde 20*m dan,rekensi 20 ./% i asmsikan bah)a tali elasti* semprna dan bagian8bagian tali "ang bergetar memiliki massa 2 gram% 4entkan energ"kineti* dan energ" potensial setelah gelombang merambat selama 2sekon%

Pen"elesaian:

Diketahui :

# = 20 m = 0,2 mm = 2 8 = 0,002 k8

- = 20

t = 2 s

di tanyakan :

W< dan Wk


10/49

Di ketahui :

Y = 200 m

Z = 2

[ = 0 m

n=

di tanyakan

a. dan

!. y

. ' = '\ =..

d. #

Jaa!

a. = / = 2m/ = 0,25

= Z = 0,25.2 = 0,5 m

!. y = 2a 9s k' sin %t

= 2. 0,0 9s ' sin %t

= 0,C 9s $*'( sin $4*t(

. titik sim


11/49

Pen"elesaian

Diketahui

d = 2mm

] = m = 0^ mm

= C000 _ = 5 ' 0` mm

m =

Baa!

d6/] = m6$2(/0^ = $5'0`( 6 =$5'0`( 0^ /2 = ,5/2=0,G5mm

22%tentkan da"a rai opti* dari sebah *elah dengan diameter 1 mm'arak *elah la"ar 2m "ang menggnakan *aha" dengan pan'anggelombang 90 nm%

Pen"elsaian:

Diketahui

D = mm

Y = 2m = 2 ' 0^ mm

= 5, ' 0` mm

Baa!

7 = ,22 Y/D = ,22 $5, ' 0`( $2 ' 0^(/

7 = ,4 mm

2-% pada pr*oban inter,erensi Dong di g"nakan da *elah sempit%arak antara da *elah it 2 mm di letakan pda 'arak 2 m dari la"ar%#aris gelap pertama ber'arak 0- mm dari psat% .itnglah:

a% pan'ang gelmbang "ang di gnakan

b% 'arak garis terang ke 1 ke psat

pen"elesaian

diketahui

d = 2mm = 2' 0b^ m

c = 2 m

inte7-e7ensi 8ela< = 0, mm = ' 0b


12/49

di tanyakan:

a.

!. Ba7ak 8a7is te7an8 ke ke


13/49

!. d = g. ]

= ,CGG5 ' 0b ' 0,5

= ,G5 ' 0bj m

25. 7-an !e7di7i di te


14/49

2G. el9m!an8


15/49

T = /20 = 0,05 s

aktu yan8 di


16/49

-0% +ebah kapal mengkr kedalaman sat perairan lat denganmenggnakan perangkat sara% Gn"i ditembakkan ke dasar perairandan detik kemdian bn"i pantl tiba kembali di kapal% ika *epatrambat bn"i di dalam air adalah 100 ms tentkan kedalaman

perairan tersebt

pen"elesaian

@enentukan Ba7ak dua tem


17/49

-6% Gn"i dengan pan'ang gelombang 1 m memiliki ke*epatan rambatsebesar --0 ms% apatkah bn"i tersebt didengar oleh telingamansia normal

pen"elesaian

@ena7i -7ekuensi te7le!ih dahulu:- = Q/ - = 0 / ,5- = 220 unyi den8an -7ekuensi anta7a 20 hin88a 20000 te789l9n8 audi9s9nik , !isadiden8a7 9leh manusia.Aelen8ka


18/49

-2= ' 500-2= 500

->% Resonansi pertama sebah tabng kolom dara ter'adi saat pan'angtabng 1 *m% 4entkan:a$ pan'ang gelombang bn"ib$ pan'ang kolom dara saat ter'adi resonansi keda*$ pan'ang kolom dara saat ter'adi resonasi ketigad$ pan'ang kolom dara saat ter'adi resonansi keempate$ ,rekensi bn"i 'ika *epat rambat bn"i adalah -60 ms

pen"elesaian

a(


19/49

didengar anak tersebt 'ika J adalah -16 dan intensitas ambangpendengaran I05 10812)attm2

pen"elesaian

att/mX

= 0 d

P. +ebah smber mengelarkan bn"i dengan intensitas 108)attm2%ika intensitas ambang bernilai 10812)attm2 tentkan tara, intensitasbn"i tersebt

pen"elesaian

T = 0 ]98 $/(

= 0 l98 $0b5/0bqX(

= G0 d

40.+eorang tkang ketik mengetik begit ken*ang men"ebabkantingkat sara rata8rata adalah


20/49

61% ;aha"a monokromatik mele)ati da *elah sempit "ang se'a'ar% arakantara keda *elah adalah 0< mm% arak antara la"ar dengan keda*elah adalah -0 5 2 km 5 02 3 10M

4. #


21/49

!unyi Ban8k7ik, Bika ada 000 Ban8k7ik, dan ta7a- intensitas Bika seek97 ta9nnya!e7Ba7ak 40 m $0 = 0V&2 att/m2(

6enyelesaianDiketahui

7 = 4 m72 = 40 m

T = 0 dn = 000

DitanyakanT2=?

Jaa!T2 = T F 0 l98 n

= 0 F 0 l98 000= 0&0.= 0 d

T2 = T & 20 l98 72/7= 0&20 ]98 40/4= 0 &20 . = P0 d4C. a


22/49

K = 0 mDitanyakan

T= ...?

Jaa!:

a7ena sum!e7 !unyi memana7 ke se8ala a7ah,


23/49

P#

. Aese97an8 !e78e7ak den8an kee


24/49

6em!ahasan:

Jaa!annya : W

6% Ae!uah sum!e7 !unyi yan8 diam didekati 9leh


25/49

@enentukan


26/49

Dit : U = ?

Jaa! : k = I/z' k=k=k2

= 200 /.0&2 6= 25.02 F 25.02=50.02/m

k = 25.02 /m

U = 1 . k


27/49

Jaa! : k = W.#/]

= 4.0C. 2.0&5/5

= C.02 = C00 /m

. esa7nya te8an8an yan8 dilakukan


28/49

. a7


29/49

Jaa!annya : D

4. Ae!uah susunan lensa akh79matik untuk a7na me7ah dan un8u te7di7i atasse!uah lensa


30/49

a. 20

!. 40

. 0

d. 20

e. C0

Diket : k=k2=400 /m $


31/49

Jaa! : z' = I/k z' =0,02 m = 2m..................... $ (

z' = m.a/k

z' = 2.4/400 z' = /400

. se!uah ke7eta a


32/49

R . inte7-e7ensi

D .


33/49

R . inte7-e7ensi

D . dis


34/49

T} = T F 0 l98 n

0 = C0 F 0 l98 n

0 l98 n = 0&C0

0 l98 n = 20

]98 n = 20/0 = 2

n = 00

Jaa!annya R

2. el9m!an8 elekt79ma8netik yan8 mem


35/49

a. kunin8!. me7ah. un8ud. hiBau

e. !i7uBaa!annya : R

2G. @ataha7i me7u


36/49

d. 00k H @e. @ H 0@Baa!annya : D

-7ekuensi medium ae adalah 00 k H @ den8an


37/49

. Ta!el ta7a- intensitas setia< satu sum!e7 !unyi.

&Aum!e7 !unyi Ta7a- ntensitas $T(

&Aua7a kiau !u7un8 0 d

&Ai7ine m9!il am!ulan 00 d

&untu7 $halilinta7( C0 d

Ae!uah mesin m9!il men8hasilkan ta7a- intensitas !unyi T = G0 d$9=02att.m2(.

#8a7 sua7a mesin men8hasilkan ta7a- intensitas yan8 seta7a den8an sua7a si7ineam!ulans

maka di


38/49

. v, ,

R . , , v

D . , v,

W . , , v

6enyelesaian :

Aina7 ult7a un8u v

Aina7 in-7a me7ah

Aina7

Kumus 6lank : W = h . -

W =


39/49

W . 0,4 ' 0 &Gm

6enyelesaian :

Diketahui :

d = 0,4 mm = 4.0 &4m $le!a7 elah(

] = 40 m = 0,4 m $Ba7ak titik a


40/49

. . Jika ahaya


41/49

mika, maka !esa7an yan8 tidak !e7u!ah adalah ........

# . ka


42/49

D . mem


43/49

6enyelesaian:

Jika Bumlah sum!e7 !unyi naik 0 kali li


44/49

W.Aina7 ult7ai9let

Jaa!annya : R

4G. 9nt9h& 9nt9h di !aah ni dalah sum!e7 !unyi, keuali..

a. sena7 yan8 di 8eta7kan

!. 89n8 yan8 di


45/49

. sum!e7 !unyi den8an -7ekuensi tin88i

d. sum!e7 !unyi den8an -7ekuensi 7ata&7ata

e. sum!e7 !unyi den8an -7ekuensi 7endah

Baa!annya : #

1. Ujung seutas tali digetarkan harmonik dengan periode 0,5 s dan amplitudo 6 cm. Getaran

ini merambat ke kanan sepanjang tali dengan cepat rambat 200 cm/s. Tentukan

a. !ersamaan umum gelombang

b. "impangan, kecepatan, dan percepatan partikel di ! #ang berada 2$,5 cm dari ujung tali

#ang digetarkan pada saat ujung getar telah bergetar 0,2 s

c. "udut %ase dan %ase partikel di ! saat ujung getar telah bergetar 0,2 s

d. &eda %ase antra dua partikel sepanjang tali #ang berjarak 25 cm

!en#elesaian

a. T ' 0,5 s ( ) ' 6 cm'0,06m ( * ' 200 cm/s '2 m/s( gel. merambat ke kanan

+'2/T ' 2/0,5 ' -p rad/s ( %'1/T ' 1/0,5s ' 2 , '*/% ' 2/2 ' 1m,

k ' ' 2, + ' 2/T ' 2/0,5 ' - rad/s.

!ersamaan umum gelombang


46/49

#' ) sin 2 ' ) sin +t 3 k4

# ' 0,06 sin 2

#' 0,06 sin 22t 3 4

b. 4 ' 2$,5 cm ' 0,2$5 m ( t ' 0,2 s

"impangan gelombang

# ' 0,06 sin 22t 3 4 '0,06 sin 22. 0,2 3 0,2$5

#'0,06 sin 20,- 3 0,2$5 ' 0,06 sin 20,125 ' 0,06 sin 0,25

# ' 0,06 sin-5o ' 0,06 1/2 ' 0,0 m

ecepatan gelombang

*#' +.). cos +t 3 k4 ' - 0,06 cos -5o' 0,12 m/s

!ercepatan gelombang

)#' 7 +2.). sin +t 3 k4 ' 7 -20,06 sin -5o

)#' 7 0,86

2

1/2 ' 7 0,-9

2

m/s

2

c. "udut %ase, :'2; ' 22t 3 4' 0,25 (


47/49

2. "uatu gelombang sinusoidal dengan %rekuensi 500 memiliki cepat rambat 50 m/s.

a. &erapa jarak pisah antara dua titik #ang berbeda %ase / rad>

b. &erapa beda %ase pada suatu partikel #ang berbeda ?aktu 1 ms>

!en#elesaian

%'500 , *'50 m/s, ' */% ' 50/500' $/10 m/s

a. @arak pisah antara dua titik #ang berbeda %ase / rad

=:' /( =;'A:/2 ' 1/6( =;'A4/ B =4'=;. '1/6$/10 ' $/60

b. &eda %ase suatu partikel t ' t23 t1 ' 1 ms ' 1 4 107s

D;=;2- ;1= (t1 t2) f = 7 1 4 10

7

s 500Hz = - .

. "eutas ka?at #ang panjangn#a 100 cm direntangkan horiontal. "alah satu ujungn#a

digetarkan harmonik naik7turun dengan %rekuensi 1/9 dan amplitudo 16 cm, sedangkan

ujung lain terikat. Getaran harmonik tersebut merambat ke kanan sepanjang ka?at dengan

cepat rambat -,5 cm/s. Tentukan letak simpul ke7- dan perut ke7 dari titik asal getaranC

Jawab

D ' 100 cm ( % ' 1/9 ( ) ' 16 cm ( * ' -,5 cm/s( ' */% ' -,5/1/9 ' 6 cm

n E 1 ' -, n ' "impul ke - F

nE1' 2n /-, 4-' 2 6/- ' 5- cm

Detak simpul ke - dari titik asal ' D 3 4-' 100 3 5- ' -6 cm

n E 1 ' , n ' 2!erut ke 3 F


48/49

nE1' 2nE1 /-, 4' 56/- ' -5 cm

Detak perut ke 3 dari titik asal ' 100 3 -5 ' 55 cm

-. "alah satu ujung dari seutas tali #ang panjangn#a 115 cm digetarkan harmonik naik7turun,

sedang ujung lainn#a bebas bergerak.

a. &erapa panjang gelombang #ang merambat pada tali jika perut ke7 berjarak 15 cm dari

titik asal getaran>

b. Ai mana letak simpul ke72 diukur dari titik asal getaran>

Jawab

a. 4' 15 cm ( ke7 B n E 1 ' , n ' 2

4nE1 ' 2n /- F 4' -/- B 15 '1 , jadi ' 15/1 '15 cm

b. Detak "impul kedua

ke72 F n E 1 ' 2, n ' 1

4nE1 ' 2nE1 /- B 42' /- ' 15/- ' 11,25 cm

Detak simpul ke72 dari titik asal getar ' D 3 42' 115 3 11,25 ' 10,$5 cm

5. Getaran dari sebuah pegas #ang panjangn#a 60 cm dan diikat pada kedua ujungn#a sesuai

dengan

#' -sin4/15cos86t

dengan 4 dan # dalam cm dan t dalam s.

a. &erapakah simpangan maksimum suatu titik pada 4 ' 5 cm>


49/49

b. &erapakah letak simpul7simpul sepanjang pegas>

c. &erapakah kelajuan partikel pada 4 ' $,5 cm saat t ' 0,25 s>

Jawab

a. Hilaiymaksimum jika nilai cos 86t maksimum, #aitu cos 86 t ' 1

# ' - sin .5/15.1 ' - sin./ ' -. I '2

b. "impul memiliki simpangan # ' 0

"in .4/15 ' 0 F "in .4/15 ' 0EnF .4/15 ' n F 4' 15n

Aengan demikian, 4'151, 152, 15, 15- ' 15, 0, -5, 60.

c. elajuan adalah turunan dari simpangan

* ' ' ' -sin.4/15786sin86t

kelajuan partikel pada 4 ' $,5 cm saat t ' 0,25 s

*' - sin.$,5/15786sin86.0,25 ' 0

soal fisika dan pembahasan gelombang.docx

Documents